单晶铌酸锂薄膜光波导的制备研究

为了优化单晶铌酸锂薄膜光波导的性能,研究了基于单晶铌酸锂薄膜材料的光波导刻蚀工艺。虽然Ar^(+)物理刻蚀能够达到最高95 nm/min的刻蚀速率,但难以获得光滑的波导侧壁,且以Cr作为掩膜的刻蚀选择比为1∶1,这意味着较差的选择性使其难以实现铌酸锂的深刻蚀。而采用反应离子刻蚀(RIE)得到的刻蚀速率较低,但是以Cr作为掩膜的刻蚀选择比能够达到6∶1以上,同时能够获得光滑、陡直的侧壁形貌。最终在450 nm厚度的单晶铌酸锂薄膜上,采用RIE制备了宽度为4μm、高度为370 nm的脊型光波导,并以端面耦合的方法进行测试,得到该波导的传输损耗约为5.2 dB/cm。

低能Ar+刻蚀时间对抛光单晶LiNbO3薄膜忆阻器的影响

调节低能Ar+刻蚀对单晶LiNbO3(LN)的刻蚀时间,制备了不同LN厚度的单晶薄膜忆阻器。利用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)和电子顺磁共振(EPR)对器件的微观形貌与表面氧空位进行了表征。通过电流-电压曲线(IV曲线)、数据保持特性(Retention)和抗疲劳特性(Endurance)的测试,探究了刻蚀时长对器件电学行为的影响。结果表明,随刻蚀时间增加,器件表面光滑均匀,氧空位浓度增加,电形成电压显著降低。同时,尽管LN薄膜厚度减小后,器件的开关比(On/Off)略有降低,但其具有更好的数据保持特性。该方法适用于对由离子注入剥离法制备的单晶薄膜进行改性,以调控其阻变特性,使之可在高密度存储、神经形态计算等领域得到应用。